輸配電設備泛在電力物聯網建設思路解析

薛宇健

摘 要：輸配電設備泛在電力物聯網的建設是推進電網安全運行的重要建設之一。本文從輸電線路物聯網、變電站物聯網和配電設備物聯網三個方面的建設思路進行分析和探討，為大力推進建設進程起到積極作用。

關鍵詞：輸配電設備;泛在電力物聯網;建設思路

前言：輸配電設備在電力系統中起著主導性作用，輸配電設備泛在電力物聯網建設可以使輸配電設備充分利用物聯網，加強對電網運行情況的深度感知，對故障預警和處理等問題能夠及時發現和解決，切實幫助電力企業維護和提高電網運行能力。

1建立泛在電力物聯網的必要性

泛在電力物聯網是以電網為主要平臺，分別將用戶、企業、供應商與相應的設備，以及人與物進行相連，實現數據共享從而服務于整個社會，為市場提供更多增值可能性。泛在電力物聯網的關鍵技術是智能芯片、通信技術和物聯網平臺。智能芯片具有高精度和低功耗的特點，采集信息準確而快速。如現代5G技術可用于輸電線路狀態監控視頻下，實時監控作業進程，還可以用于智能化機器人中，實現數據傳輸。物聯網平臺具有強大的數據處理能力和云計算能力，能對眾多數據信息進行全面分析。泛在電力物聯網能夠有效提升電網運行的可靠性，實時監控各戶各廠的負荷量，排查電網故障，當電網出現故障時能及時切除故障，確保電網正常工作運行。同時，泛在電力物聯網還能提高能源利用率，有效搭建綜合能源服務平臺，實現能源的互補和協調。

2泛在電力物聯網中輸配電設備的建設思路

2.1輸電線路物聯網建設思路

輸電線路由于其設計范圍廣，需要跨越的空間幅度較大，其運行環境也相對較差，所跨越的每個區域由于天氣氣候不同，外在自然因素條件也有很大差異，因此，在構建物聯網時要考慮輸電線路所跨越的區域范圍、監測數據和時長間隔等問題。在空中搭建輸電線路時，要提前檢測好桿塔、通道異物或者山火等，以防止輸電線路發生意外故障。在地面搭建輸電線路時，借助類似于LoRa等微功率無線通信方式，來收集電力數據信號，運用邊緣計算設備回傳數據，如利用導線溫度監測裝置、分布式故障定位裝置等裝置，協助電力系統解決山區輸電信號較弱的長期問題。

輸電線路物聯網不僅含有基礎應用模塊，還有高級應用模塊，其中包括故障或缺陷事前預警模塊、事中快速處理和事后準確評估。故障或缺陷事前預警模塊能夠及時檢測傳輸通道內是否存在一些違章建筑物或是其他有阻礙性的異物，或是存在超出高度的樹木，當檢測到這些障礙物時，會主動發出預警信號，提供預警信息，相關工作人員可以根據預警報告來進行故障排除工作。此外，輸電線路物聯網還具有沙盤推演功能，當出現極端工況時，就可以實時利用沙盤推演功能，找出輸電線路中需要加強的地方，運用加固的相關措施，加強輸電線路防御故障風險的能力。

2.2變電站物聯網建設思路

變電設備的內部物理空間較為復雜，其中包括變壓器、刀閘和氣體絕緣金屬封閉開關等電力設備都需要在同一時間同時運行。建設變電站物聯網時，首先需要實現初步定位，而初步定位要運用多點同步監測功能進行全面監測，還需要利用變電設備測量表征參量和設備衰減速度較快參量，共同建設變電站物聯網[1]。

站域級邊緣計算設備是變電站物聯網中必不可少的一項現代化設備，該設備融合了變電站的環境狀況、運行狀態和電氣參量等相關信息，還可以對變電站進行深度感知，能夠監測出變電站的風險程度，并將相關信息進行推送，實現信息推送功能。此外，站域級邊緣計算設備中包含集成感知陣列，集成感知陣列不需要和變電站設備相連接，其具有聲音、氣味、紅外和傳感等特殊功能，直接利用全球定位系統就可以采集到相關樣本，實現了現代化采集功能。

變電站物聯網和輸電線路物聯網都具有高級應用模塊，變電站物聯網的高級應用模塊的智能化水平相對較高，能夠充分保障變電站設備正常運行。其中故障智能診斷系統是利用人工智能技術，當變電站設備出現故障時，準確測量和確定故障類型和所在位置，盡快解決故障，并有效防護故障的再次發生。變電站物聯網還可以進行安全監控，利用監控視頻技術，查看正在工作的工作人員，如有操作不當或操作失誤等情況，監控系統會第一時間發出報警信號，提示工作人員需要按照規定進行作業，避免違規操作的情況發生。另外，變電站物聯網還具有主輔設備聯動系統，該系統主要是針對變電設備遇到過熱、水浸或失火等意外情況時，可以立刻啟動風機、空調或水泵等輔助設備，利用主設備和輔設備同時聯動處理意外情況，保證變電設備正常工作。

2.3配電物聯網建設思路

電力系統中的配電設備對整個電力運行工作的影響十分關鍵，當配電設備出現故障情況時，不僅是線路短路的情況發生，甚至會造成區域性停電，總體影響后果較為嚴重。根據調查顯示，全國96%以上的區域性停電情況都是由于配電設備出現故障而導致的，因此，配電設備物聯網建設更應該充分考慮保護配電網絡的安全性，根據配電網絡自身的復雜性進行構建。構建配電物聯網需要選擇邊緣計算設備，還有配備云后臺的通信方式，不同的地域需要采用不同的設備和方式。例如：在城市中心可以選擇無線網絡、5G網絡或者光纖網絡，而在較為偏遠的鄉鎮和山區等地，可以選擇專業NB-IoT的通信方式，更符合鄉鎮山區的通信特點。

配電物聯網也具有高級應用模塊，可以進行高級運作，如故障報警、故障處理和用戶服務。故障報警模塊也同樣具備準確定位的功能，配電設備發生緊急情況或出現故障時，可以第一時間定位并發出預警信號，提醒相關工作人員注意該情況，并及時處理。而故障處理模塊是在停電發生時，可以迅速辨別出停電區域的數據信息，并加以分析，準確定位故障位置，協助工作人員處理故障問題。用戶服務是為用戶實行監督跟蹤監測工作，每個時段都進行觀測，可以精準識別出異常工況，確保用戶正常使用配電設備。

2輸配電設備泛在電力物聯網未來發展趨勢

輸配電設備泛在電力物聯網在未來的發展趨勢總體較好。首先，從運行管理方面來說，由于泛在電力物聯網在使用過程中，內部數據是十分安全可靠的，這樣對于輸配電設備的安全性、高效性有了很大的保證，而且還可以降低企業成本，實現利益安全最大化，有效提高設備運行的效率。其次，在應用模式上，配電過程中會出現相關的故障，而泛在電力物聯網可以收集故障數據進行分析，數據可以與供應商共享，共同解決故障問題，提升設備的總質量。最后，技術發展十分關鍵。全面利用取能技術，取能技術可以利用傳感器和無線傳輸等方式進行低能功耗采集工作[2]。還可以利用新型傳感技術，提高存儲和傳輸功能，減少感知成本，提升設備運行的質量。

結論：綜上所述，科技的快速發展也為電力行業發展進步提供了堅實的基礎，泛在電力物聯網在一定程度上對輸配電設備的安全性起到了保護和監督作用，但在未來的發展中，還需要借助更加先進的技術加速解決電力故障問題，促進高質量能源體系的形成，保障電力設備安全運行。

參考文獻：

[1]魏可情，徐群，林楓，等.基于電力物聯網的配電系統智能技術分析[J].電子測試，2021（12）：78-79.

[2]沈夢雪.泛在電力物聯網關鍵技術及其應用前景研究[J].電工技術，2021（10）：95-96+99.